Eletrônica Digital: Teoria e Prática

Eletrônica Digital:

Teoria e Prática

Público

Disciplina: Eletrônica Digital: Teoria e Prática.

Unidade: 1 – Introdução a Eletrônica Digital.

Aula: 4 – Funções e Portas Básicas 2.

 

Software

Acesso on-line

Pago

Infraestrutura

Computador com memória RAM de no mínimo 4 GB e com acesso à internet.

Descrição do software

ALGETEC – Laboratórios Virtuais é um simulador de laboratórios virtuais que simula o ambiente

real e proporciona ao aluno a execução de experimentos sem sair de casa. Replica a aula prática

com alto grau de fidelidade ao laboratório físico tradicional. Nessa aula prática, será utilizada o

experimento de Eletrônica: Circuito com Lógica Booleana. Para isto, acesse: Práticas Específicas

de Engenharia Elétrica – Eletrônica: Circuito com Lógica Booleana – ID 931.

 

Atividade Prática

Introdução

A eletrônica digital é o ramo da eletrônica que trata do estudo dos sinais digitais e dos

componentes que os utilizam ou criam. No domínio digital, ou seja, nos circuitos eletrônicos

digitais, há apenas dois “estados”: LIGADO ou DESLIGADO. Por exemplo, quando você liga o

interruptor de luz da sua sala de estudo, você sabe que há apenas duas posições possíveis em

que o interruptor da luz pode estar: LIGADO ou DESLIGADO.

Quem também lida com dois estados, ou dois números é o sistema de numeração binária que

trabalha com 1 (LIGADO) e 0 (DESLIGADO).

O sistema binário é utilizado para construir as portas lógicas digitais, assim, compreender essas

portas é um pré-requisito importante para aprender como funcionam os circuitos eletrônicos

digitais e são os principais blocos de construção desses circuitos.

As portas lógicas são os componentes básicos do circuito digital, no qual possui uma única saída

e mais de uma entrada. As portas AND, OR e NOT são as portas básicas, as portas NAND e

NOR são as portas universais e as portas EX-OR e EX-NOR são as portas especiais. A porta

NOT é usada para criar portas NAND e NOR.

A eletrônica digital ou circuitos digitais são parte integrante dos dispositivos eletrônicos, e

algumas aplicações são:

•A visualização das horas nos relógios digitais é projetada com base em circuitos digitais;

•A computação quântica usa eletrônica digital;

•As portas automáticas funcionam segundo o princípio da eletrônica digital;

•Os semáforos são baseados em circuitos digitais;

•O computador e o celular utilizam circuitos digitais.

Atividade proposta

Compreender a construção de circuitos lógicos em protoboard no qual contem as funções “E”,

“OU” , “NÃO” e um circuito MEIO SOMADOR através da observação de um LED que está

posicionado na saída do circuito..

Objetivos

•Compreender o uso do laboratório virtual da ALGETEC para simulação de portas lógicas;

•Compreender o conteúdo da disciplina Eletrônica Digital;

•Aplicar os conhecimentos teóricos sobre as portas lógicas e compreender o

funcionamento dessas portas através da observação de um LED posicionado na saída do

circuito utilizando o laboratório virtual da ALGETEC.

Procedimentos para a realização da atividade

Para a realização dessa atividade prática você deve acessar o laboratório virtual da Algetec,

Práticas Específicas de Engenharia Elétrica e clicar em “Eletrônica: Circuito com Lógica

Booleana”. A Figura 1 apresenta a tela inicial do experimento.

Figura 1 – Tela inicial com os experimentos da ALGETEC.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Antes de iniciar o experimento leia a APRESENTAÇÃO, o SUMÁRIO TEÓRICO e o ROTEIRO;

Figuras 2, 3 e 4, respectivamente.

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Figura 2 – Tela de APRESENTAÇÃO.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Figura 3 – Tela do SUMÁRIO TEÓRICO.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

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Figura 4 – Tela do ROTEIRO.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Antes de iniciar o experimento, faça as três questões de pré-teste (Figura 5).

Figura 5 – PRÉ-TESTE.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Em seguida acesse o EXPERIMENTO (Figura 6).

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Figura 6 – Tela do EXPERIMENTO.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Clicando na tela do experimento, a próxima tela, é de fato do Simulador de Prática Profissional

(Figura 7).

Figura 7– Tela do Simulador.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

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Após clicar na palavra circuito, lado esquerdo da Figura 7, inicie o experimento (Figura 8). O

primeiro circuito integrado (CI) é uma porta AND. Apertando com o botão direito do mouse em

cima do CI você terá duas opções: “CONECTAR SAÍDA” e “VER DATASHEET”, conforme Figura

8.

Figura 8 – Circuito integrado de uma PORTA AND

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Após ver o “DATASHEET”, clique em “CONECTAR SAÍDA”. A figura 9 apresenta a tela com a

saída conectada (fio verde).

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Figura 9 – Tela com a saída conectada.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

O próximo passo é realizar as conexões entre a entrada do circuito integrado e as chaves,

juntamente com a saída e o LED. Lembre-se que estamos trabalhando com uma porta AND, ou

seja, o LED só ira acender quando as duas chaves (LEVEL SWITCHES) 0 e 1 estiverem em H

(HIGH – ALTA). Para mudar a posição da chave, clique em cima de cada uma, Figura 10.

Figura 10 – Tela com a chave 0 acionada em H

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

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Teste o nível lógico da saída alternando as entradas entre os níveis alto (H) e baixo (L) e monte

a tabela verdade com os resultados obtidos.

Repita o procedimento anterior para os outros três circuitos a serem montados. Para isso,

comece clicando em cima do terceiro quadrado verde do lado esquerdo da tela (CIRCUITO),

destacado de vermelho na figura 11, para trocar o circuito integrado.

Figura 11 – Tela para troca do circuito

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

O próximo passo é clicar em cima do segundo botão da direita para esquerda, marcado com um

retângulo vermelho, figura 12. Nesse botão você irá selecionar qual o próximo CI que você irá

estudar. Para isso fique “clicando” em cima até selecionar o próximo circuito.

Figura 12 – Tela para escolha do circuito

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

O circuito que você deve selecionar é o da porta OR, figura 13. Após selecionado clicar no

SELECIONAR CIRCUITO, do lado esquerdo da tela, marcado de vermelho.

Figura 13 – Tela para selecionar o circuito

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Após selecionar o circuito desejado, selecionar SIM para substituir o circuito, figura 14.

Figura 14 – Tela para confirmação da substituição do circuito.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

A Figura 15 apresenta o CI com a porta OR.

Os passos a seguir devem ser repetidos para os circuitos com a porta OR, NOT e MEIO

SOMADOR (PORTA AND e PORTA XOR) :

•Ver o “DATASHEET”;

•“CONECTAR SAÍDA;

•Testar o nível lógico da saída alternando as entradas entre os níveis alto (H) e baixo (L);

•Anotar os resultados montando uma tabela verdade.

Figura 15 – Tela do circuito integrado porta OR

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

As figuras 16 e 17 apresentam respectivamente as telas para escolha do CI com porta NOT e do

MEIO SOMADOR.

Figura 16 – Tela para escolha do CI : PORTA NOT

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Figura 17 – Tela para escolha do CI: PORTA AND e PORTA XOR (MEIO SOMADOR)

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).

Após realizar o estudo de todas os CIs, responda as cinco questões que se encontram no

ROTEIRO da ALGETEC e faça as questões de PÓS-TESTE, figura 18

Figura 18 – Tela do PÓS-TESTE.

Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024)..

Checklist:

Acessar o ambiente de simulação no laboratório virtual da ALGETEC;

Ler a APRESENTAÇÃO;

Ler o SUMÁRIO TEÓRICO;

Ler o ROTEIRO;

•Fazer as questões PRÉ-TESTE presentes no laboratório virtual da ALGETEC.

Realizar as ligações e analisar os 4 Cis: AND, OR, NOT e MEIO SOMADOR;

•Resolver as cinco questões propostas no ROTEIRO presentes no laboratório virtual da

ALGETEC;

•Resolver os exercícios propostos no PÓS-TESTE presentes no laboratório virtual da

ALGETEC.

Estudante, você deverá entregar:

•Um documento em pdf, constando os prints das ligações do CI AND, OR, NOT e MEIO

SOMADOR, todas as vezes nos quais o led estiver aceso. No total serão 8 prints;

•Nesse mesmo documento pdf entregar a resolução das cinco questões que constam no

ROTEIRO presentes no laboratório virtual da ALGETEC.